2/2《虛擬現實與增強現實引擎渲染及交互技術》課程標準課程名稱：虛擬現實與增強現實引擎渲染及交互技術課程代碼：3230173適用專業：虛擬現實技術應用課程性質：專業方向課學時：50學時（理論：25實踐：25）學分：3.0學分一、課程概述（一）課程的地位和作用《虛擬現實與增強現實引擎渲染及交互技術》課程是虛擬現實技術應用專業課程體系中的專業核心課程，是在學習《三維造型技術》、《界面交互設計》、《三維場景設計與表現》、《三維動畫制作》等課程的基礎上，應用AR、VR原理開發AR、VR實際項目的課程。本課程學習要求了解商業要求獨立策劃和管理AR、VR項目的開發，掌握軟件操作，熟悉AR、VR硬件的SDK，并能應用SDK獨立開發AR、VR項目，為后面《虛擬現實專題設計》、《畢業設計》等課程打下堅實的基礎，同時本課程也可以作為獨立崗位課程，學習本課程后能適應用UNITY3D應用開發策劃與制作崗位的職業能力與職業素養的要求。（二）課程設計思路課程設置的依據是根據虛擬現實技術應用開發企業AR、VR項目開發崗位需求面設置的課程，課程內容確定首先是以AR、VR所需要的技能、高職學生喜歡動手實踐和對新事物好奇的特點、湖南本土相關產業、具有革命傳統以及湖湘文化地域特色、VR、AR開發工程師職業任職資格為依據確定教學內容，本課程是以項目策劃與管理要求入手，從VR和AR兩條線根據由易入難和工作過程的順序要求展開教學。本課程是我系與本土虛擬現實企業如真智能科技公司共同開發的課程，在教學過程中，以企業真實工作任務及其工作過程為依據整合、序化教學內容，結合湖南本土地域特色和企業項目設計學習性工作任務，實現教、學、做結合，理論與實踐一體化教學。二、培養目標（一）總體目標本課程目標為培養VR、AR企業的渲染師、交互設計師，使其具備扎實的專業能力、整合能力和應變能力，具備較強的專業素質，能勝任AR、VR策劃或開發崗位的各項要求。并有一定的創新能力、團隊合作精神，成為合格的專業技能人才。（二）具體目標1.知識目標（1）了解VR、AR硬件知識、項目策劃與管理知識；（2）熟悉虛擬現實、增強現實的制作流程；（3）懂得內置渲染管線、可編程通用渲染管線、高清渲染管線的工作原理與規律；（4）懂得虛擬現實增強現實交互設計知識、增強現實圖像識別技術、砣螺儀技術的工作原理。2.能力目標通過完成虛擬現實與增強現實系列項目開發，學生能運用虛擬擬引擎的渲染技術，交互技術，并能使用虛擬引擎軟件，根據虛擬現實項目行業標準，掌握（1）應用不同渲染管線技術呈現項目視覺效果的能力（2）虛擬后期表現能力（3）虛擬現實交互設計與表現能力（4）增強現實交互設計與表現能力3.素質目標：以民族文化精神為主線（1）培養團結協作的團隊意識（2）培養文化自信的民族精神（3）培養工匠精神與勞動品德（4）培養探索創新的科技素養（5）培養愛崗敬業的職業道德三、教學內容（一）課程教學安排學習任務（項目）描述、內容排序、要求及學時分配見下表：表1《場景設計與表現》課程教學內容設計表序號學習任務（項目）子任務（項目）教學內容課時數（理論/實踐）目的要求（知識點、能力點、素質點）教學方式（教學方法、教學手段）教學場地1VR、AR基礎理論虛擬現實①原理②規律③硬件④交互1/0知識點：①虛擬現實工作原理②虛擬現實項目開發規律；能力點：①識別硬件的能力②分辨交互行力的能力；素質點：科技素養、民族意識、愛國精神。多媒體講授、案例賞析多媒體教室/實訓室增強現實①原理②規律③硬件④交互1/0知識點：①增強現實工作原理②增強現實項目開發規律；能力點：①識別硬件的能力②分辨交互行力的能力；素質點：科技素養、民族意識、愛國精神。多媒體講授、案例賞析多媒體教室/實訓室2虛擬引擎渲染技術渲染管線①內置管線②通用管線③高清管線6/4知識點：渲染管線概念、工作原理；能力點：根據不同項目選擇不同渲染管線技術；素質點：民族文化、勞動品德。多媒體講授、案例賞析、項目實踐多媒體教室/實訓室后期處理①后期特效管理②后期特效設置6/4知識點：光照與特效表現規律；能力點：應用特效表現不同場景素質點：工匠精神。多媒體講授、案例賞析、項目實踐多媒體教室/專業實訓室3虛擬現實交互開發凝視交互①光標②射線③交互3/3知識點：凝視交互原理；能力點：應用凝視交互操控項目內容；素質點：工匠精神與民族文化；多媒體講授、案例賞析、項目實踐多媒體教室/專業實訓室手柄交互①手柄②按鍵③交互4/4知識點：鍵控原理能力點：應用手柄控操控對象，抓、拿、丟、移；素質點：工匠精神與民族文化。多媒體講授、案例賞析、項目實踐多媒體教室/專業實訓室4增強現實項目開發圖像識別①增強現實原理②增強現實圖像數據創建③圖像識別交互3/3知識點：增強現實原理能力點：應用圖像識別操控3D對象素質點：愛崗敬業、科技創新多媒體講授、案例賞析、項目實踐多媒體教室/專業實訓室對象交互①觸摸交互②聲控交互4/4知識點：觸摸與聲控原理能力點：應用觸摸與聲控操控對象素質點：愛崗敬業、科技創新多媒體講授、案例賞析、項目實踐多媒體教室/專業實訓室（二）實驗（實訓）安排課程中開設的實驗（實訓）教學內容參考下表：表2實驗（實訓）教學內容標準表（1）實驗（實訓）項目名稱：PC3D項目表現參考學時12實驗目的訓練以PC為平臺的虛擬現實項目應用不同的渲染管現呈現虛擬場景與對象。儀器設備裝有Unity或虛幻引擎的高配圖形工作站場地要求網絡實訓內容分別應用內置管線+后期處理、通用管線+后期處理、高清管線+后期處理渲染處理同一場景，比較不同的渲染效果，針對不同管線對硬件的要求，進行分析比較。成果（報告、設計、記錄等）寫一篇不同管線渲染效果分析的實驗報告考核評價①渲染效果……30%；②后期處理……30%；③邏輯清晰……20%；④文本規范……20%。實驗（實訓）教學內容標準表（2）實驗（實訓）項目名稱：虛擬現實交互項目開發參考學時7實驗目的訓練虛擬現實交互設計能力儀器設備裝有Unity或虛幻引擎的高配圖形工作站場地要求網絡實訓內容凝視交互技術與手柄交互設計在虛擬現實項目中的應用成果（報告、設計、記錄等）開發一個具有凝視交互與手柄交互的虛擬現實場景考核評價①凝視交互……40%；②手柄交互……40%③交互合理……20%實驗（實訓）教學內容標準表（3）實驗（實訓）項目名稱：增強現實交互項目開發參考學時7實驗目的訓練增強現實交互設計能力儀器設備裝有Unity或虛幻引擎的高配圖形工作站場地要求網絡實訓內容圖像識別交互技術與設備交互設計在增強現實項目中的應用成果（報告、設計、記錄等）開發一個具有圖像識別交互與設備交互的虛擬現實場景考核評價①圖像識別交互……40%；②設備交互……40%③交互合理……20%四、課程實施建議（一）教材的選用及編寫建議教材選用：《VR與AR開發高級教程基于Unity》，作者：吳亞峰劉亞志于復興，出版社：人民郵電出版社出版時間：2017年01月。本書共分11章，主要講解了VR和AR的開發和應用，主要內容為：增強現實以及AR工具介紹，Unity開發環境搭建及Vuforia開發環境搭建，Vuforia核心功能，如掃描圖片、圓柱體識別、多目標識別、文字識別、云識別、物體識別和案例等，EasyAR開發知識，基于Unity開發VR，CardboardVR開發，三星GearVR應用開發，HTCVive平臺VR開發。教材體現任務驅動、實踐導向的課程設計思想通過兩大綜合案例，全面展示ARVR案例開發的過程，符合UNITY3D應用開發崗位職業能力培養的需求，也符合本課程的課程標準要求。（二）教學參考資料推薦建議《VR/AR/MR開發實戰》，劉向群，機械工業出版社《VR/AR開發實戰》，張克發，機械工業出版社（三）主要教學方法建議將學生作為課程學習的主體，教師作為組織者、引導者、促進者及檢查者，根據課程安排、課程特點，將從企業引入項目或者根據湖南特色設定項目。在教學過程中以項目為載體，以任務為驅動，使用相應的信息化教學手段及教學方法，在整個教學過程中通引導學生主動參與、親身實踐、獨立思考、合作探究，使學生能順利完成學習任務。（四）其他教學資源配置《Unity3D應用開發》__中國大學MOOC（慕課）（五）課程教學團隊建議從事本課程教學的團隊可由專職教師為主、專兼職教師共同組成。教師具體應具備以下基本條件：1.掌握扎實的虛擬現實引擎渲染、虛擬現實、增強現實的理論知識。2.曾在虛擬現實技術應用公司中任職，了解行業規范和需求，具有本專業實際工作經驗，實踐操作能力強。3.具有較好的表達能力和溝通能力，具有藝術設計專業基礎課程教學能力。五、考核評價標準本課程總評成績分為平時成績和考試成績兩大部分，以作品展示、技能測試分別作為平時